Практикум по общей химии. Охинов Б.Д - 39 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВСГУТУ | Улан-Удэ

Составители: 

Рубрика: 

77
как изменяется степень гидролиза соли в результате увеличения
концентрации ионов водорода в растворе.
ПРОИЗВЕДЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ
Равновесие в системе осадок-раствор
Подавляющее большинство веществ обладает ограничен-
ной растворимостью в воде или в других растворителях. Поэто-
му на практике часто приходится встречаться с системами, в ко-
торых в состоянии равновесия находятся осадок и насыщенный
раствор электролита.
В подобном насыщенном растворе малорастворимого
электролита с условной формулой
nm
AnKt , находящегося в
равновесии с его твердой фазой, будет наблюдаться следующий
обратимый процесс:
−+
+↔
mn
nm
AnnmKtAnKt .
Переход ионов в раствор и обратный процесс внедрения
ионов в структуру твердого вещества происходят лишь на его
поверхности, которая при данной степени измельчения является
постоянной величиной. В этом случае на основании закона дей-
ствия масс состояние равновесия будет зависеть только от про-
изведения концентраций ионов, которое для данного малорас-
творимого вещества является величиной постоянной.
Произведение концентрации ионов электролита в сте-
пенях, равных стехиометрическим коэффициентам,
содержащихся в его насыщенном растворе при данной
температуре, есть величина постоянная. Эту величи-
ну называют произведением растворимости ПР.
Произведение растворимости представляет собой констан-
ту равновесия гетерогенной системы, состоящей из твердой фа-
зы малорастворимой соли и ее насыщенного раствора. Для элек-
тролита
nm
AnKt эта величина определяется выражением:
nmmn
]An[]Kt[ПР
−+
⋅= .
При более строгих расчетах следует учитывать не концен-
трацию ионов, а их активность. Тогда произведением раствори-
мости
ПР будет называться произведение активностей ионов в
78
насыщенном растворе малорастворимого соединения:
n
An
m
Kt
mn
aa ПР
−+
⋅= .
Для расчетов, не требующих большой точности, и особен-
но в тех случаях, когда ионная сила насыщенных растворов ма-
лорастворимых электролитов невелика, можно принять, что ко-
эффициенты активностей ионов близки к единице, а сами актив-
ности ионов можно считать равными их аналитическим концен-
трациям.
В насыщенном растворе произведение концентраций ио-
нов электролита характеризует его способность к растворению.
Действительно, зная
ПР малорастворимого электролита, можно
вычислить его растворимость. Так, если обозначить раствори-
мость электролита через величину
S
(молярная растворимость),
то концентрация каждого из ионов будет равна величине
S с
учетом соответствующего коэффициента уравнения диссоциа-
ции электролита:
моль/л)(mS]Kt[
n
=
+
; моль/л)(nS]An[
m
=
−
,
и произведение растворимости, выраженное через
S , приобре-
тет вид:
nm
)nS()mS(ПР ⋅= .
Отсюда можно выразить саму растворимость:
nmnm
SnmПР
+
⋅⋅= ;
nm
nm
nm
ПР
S
+
⋅
=
.
Для бинарных электролитов
*
, например для сульфата ба-
рия
4
BaSO , хлорида серебра
AgCl
или фосфата алюминия
4
AlPO
, растворимость будет равна:
ПР
11
ПР
S
11
11
=
⋅
=
+
.
В случае трехионного малорастворимого электролита, на-
пример фторида кальция
2
CaF , соотношение между молярной
*
Бинарные электролиты – это вещества, состоящие из двух ио-
нов: одного катиона и одного аниона. 
как изменяется степень гидролиза соли в результате увеличения    насыщенном растворе малорастворимого соединения:
концентрации ионов водорода в растворе.                                               ПР = a mKt n + ⋅ a nAn m− .
            ПРОИЗВЕДЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ                                 Для расчетов, не требующих большой точности, и особен-
                                                                 но в тех случаях, когда ионная сила насыщенных растворов ма-
                                                                 лорастворимых электролитов невелика, можно принять, что ко-
             Равновесие в системе осадок-раствор                 эффициенты активностей ионов близки к единице, а сами актив-
      Подавляющее большинство веществ обладает ограничен-        ности ионов можно считать равными их аналитическим концен-
ной растворимостью в воде или в других растворителях. Поэто-     трациям.
му на практике часто приходится встречаться с системами, в ко-         В насыщенном растворе произведение концентраций ио-
торых в состоянии равновесия находятся осадок и насыщенный       нов электролита характеризует его способность к растворению.
раствор электролита.                                             Действительно, зная ПР малорастворимого электролита, можно
      В подобном насыщенном растворе малорастворимого            вычислить его растворимость. Так, если обозначить раствори-
электролита с условной формулой Kt m An n , находящегося в       мость электролита через величину S (молярная растворимость),
равновесии с его твердой фазой, будет наблюдаться следующий      то концентрация каждого из ионов будет равна величине S с
обратимый процесс:                                               учетом соответствующего коэффициента уравнения диссоциа-
                  Kt m An n ↔ mKt n + + nAn m − .                ции электролита:
      Переход ионов в раствор и обратный процесс внедрения             [Kt n + ] = mS (моль/л) ;       [An m − ] = nS (моль/л) ,
ионов в структуру твердого вещества происходят лишь на его       и произведение растворимости, выраженное через S , приобре-
поверхности, которая при данной степени измельчения является     тет вид:
постоянной величиной. В этом случае на основании закона дей-                             ПР = (mS) m ⋅ (nS) n .
ствия масс состояние равновесия будет зависеть только от про-
изведения концентраций ионов, которое для данного малорас-             Отсюда можно выразить саму растворимость:
творимого вещества является величиной постоянной.                                        ПР = m m ⋅ n n ⋅ S m + n ;
         Произведение концентрации ионов электролита в сте-                                           ПР
         пенях, равных стехиометрическим коэффициентам,                                   S = m+n          .
         содержащихся в его насыщенном растворе при данной                                           m ⋅nnm


         температуре, есть величина постоянная. Эту величи-           Для бинарных электролитов*, например для сульфата ба-
         ну называют произведением растворимости ПР.             рия BaSO 4 , хлорида серебра AgCl или фосфата алюминия
      Произведение растворимости представляет собой констан-     AlPO 4 , растворимость будет равна:
ту равновесия гетерогенной системы, состоящей из твердой фа-
зы малорастворимой соли и ее насыщенного раствора. Для элек-                                      ПР
                                                                                       S = 1+1         = ПР .
тролита Kt m An n эта величина определяется выражением:                                          1 ⋅11
                                                                                                 1

                                                                      В случае трехионного малорастворимого электролита, на-
                   ПР = [Kt n + ]m ⋅ [An m − ]n .
                                                                 пример фторида кальция CaF2 , соотношение между молярной
     При более строгих расчетах следует учитывать не концен-
трацию ионов, а их активность. Тогда произведением раствори-           *
мости ПР будет называться произведение активностей ионов в               Бинарные электролиты – это вещества, состоящие из двух ио-
                                                                 нов: одного катиона и одного аниона.
                                77                                                                   78

Страницы